趋磁螺菌AMB-l磁小体合成相关基因的克隆及功能分析

为了更清楚的了解趋磁螺菌产磁小体的合成机理和调节途径,用Tn5转座子诱变的方法筛选得到了2株磁小体合成降低的突变株,并克隆了突变株中被插入失活的基因,分别为编码ABC型Fe3+转移系统中的离子结合蛋白的amb3385基因和功能未知的amb3672基因.互补实验表明携带amb3385和amb3672基因的广宿主载体可以不同程度地恢复突变株中磁小体的合成,证明了D.Schüler关于磁小体合成假说的第一个步骤,即Fe3+从胞外向经由Fe3+转运蛋白运输至了胞内.由于amb3672基因比对时未发现特殊相似基因,其功能尚需进一步研究.

趋磁螺菌纳米磁小体的特征及标准化检测体系

目的:纯化趋磁螺菌细胞内合成的纳米级四氧化三铁颗粒(磁小体),并对其进行表征,建立标准化检测体系。方法:采用磁性分离系统获得磁小体,分别用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、动态光散射(DLS)、zeta电位测定、室温磁滞回线测量等方法进行表征。结果:TEM分析显示,磁小体平均粒径约为43 nm,XRD线宽化法计算其晶粒大小约为35 nm;TEM和FTI-R分析显示,纯化的磁小体表面的质膜完整,—NH2存在,可作为连接其他化合物的位点;zeta电位分析表明,在水溶液中磁小体表面的zeta电位为-32.3 mV,体系比较稳定。结论:纯化磁小体颗粒均匀,有膜包被,可作为核酸、蛋白、药物的载体而应用于不同领域。

抗氧化酶过表达对趋磁螺菌MSR-1耐氧性的影响

在格瑞斯瓦尔德磁螺菌(Magnetospirillum gryphiswa ldense)MSR-1中分别过量表达3种抗氧化酶Fe-超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶HPII,并分析过量表达这3种酶对趋磁螺菌MSR-1耐氧性的影响。通过PCR分别扩增大肠杆菌DH5α的Fe-超氧化物歧化酶(sodB)、谷胱甘肽过氧化物酶(btuE)、过氧化氢酶HPⅡ(katE)基因序列,将前两个片段分别连接到广宿主质粒pBBR1MCS-2上,后一个片段连接到广宿主质粒pBBR1MCS-5上,构建成表达质粒pBBR1MCS-sodB,pBBR1MCS-btuE和pBBR1MCS-katE,将3个质粒通过双亲接合转移的方法分别转入趋磁螺菌MSR-1。3种抗氧化酶过表达对趋磁螺菌MSR-1耐氧性影响的试验结果为过量表达Fe-超氧化物歧化酶对菌体生长影响不明显;过量表达谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶HPII使趋磁螺菌MSR-1致死。上述试验结果表明抗氧化酶系在菌体耐氧过程中的全局协调调控的重要性。

铁因素对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及其相关基因表达的影响

目的 观察铁（Fe3＋）对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及相关基因表达的影响,为优化磁小体最适生长条件和探讨磁小体形成机制提供实验依据.方法 驯化的无磁性AMB-1接种到有Fe3＋或无Fe3＋培养基中培养,测定Cmag值和透射电镜研究磁小体形成,qRT-PCR检测磁小体相关基因mms13,mms6和magA表达.结果 在好氧条件下,有Fe3＋培养的AMB-1 Cmag值增长明显,磁小体呈短链状排列;无Fe3＋培养AMB-1无磁小体;有Fe3＋比无Fe3＋培养细胞mms13上调表达,magA下调表达.微氧条件下,有Fe3＋比无Fe3＋培养的AMB-1 Cmag值明显增高,磁小体颗粒较大,magA上调表达.结论 铁因素促进趋磁螺菌AMB-1磁小体形成,并明显影响mms13和magA基因表达.

氧因素对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及其相关基因表达的影响

目的 观察氧因素对趋磁螺菌AMB-1生长量、磁小体形成及其相关基因表达的影响,为确定磁小体合成最适条件和研究磁小体形成机制提供实验依据.方法 在地磁有铁条件下,AMB-1经培养驯化接种,分别置于好氧和微好氧条件下培养.定时取样检测菌液OD600和Cmag值来研究细胞生长量和磁性增长量;用透射电镜观察16h菌样的磁小体形态;qRT-PCR检测磁小体相关基因mms13,magA和mms6的表达.结果 有铁微氧种子转至好氧条件培养12h后,其OD600值较对照组显著升高,2.5h后Cmag值明显降低,磁小体链短而疏松.16h菌样mms13,magA,mms6基因表达无明显差异.有铁好氧种子转至微氧条件培养14h后,其OD600值较对照组显著降低,10h后Cmag值显著增高,磁小体呈紧密的长链分布,16h菌样mms13基因表达量增加6倍,magA和mms6明显增高.结论 好氧条件有利于AMB-1细胞的生长,微氧条件促进磁小体的形成,并明显影响mms13,magA和mms6基因表达.

趋磁螺菌中磁小体链装配相关基因及其功能

趋磁细菌(MTB)依赖于体内磁小体结构在磁场中取向,多个磁小体以一定的组织形式排列是形成菌体内生物磁罗盘的重要环节.多数趋磁细菌中磁小体成链排列,有效增加了细胞磁偶极矩,从而使菌体表现出在环境磁场中定向的能力.趋磁螺菌M.magneticum AMB-1和M.gryphiswaldense MSR-1中磁小体均沿细胞长轴形成一条磁小体链.通过对相关基因突变体表型的研究,结合对磁小体链形成过程的实时动态观察,人们已初步了解MamJ、MamK和MamA等基因在磁小体链装配和维护过程中的功能.本文介绍了近年来趋磁螺菌磁小体链装配过程中重要功能性基因的研究进展,并重点分析了AMB-1和MSR-1中磁小体链装配的差异.

《微生物学报》发表的论文荣获“第五届中国科协期刊优秀学术论文奖”

为了提高学术期刊质量,鼓励科技工作者发表高质量的学术论文,促进学科发展和人才成长,自2003年起,中国科协每年举办一次期刊优秀论文评选活动。2007年《微生物学报》编辑部推荐中国农业大学生物学院李峰等的论文参加第5届评比活动【李峰,李颖,姜伟,王珍芳,李季伦.趋磁螺菌遗传操作体系的建立及磁小体缺失突变株的筛选.2004,44(4):440-444】,经专家评审委员会评审,此文荣获第5届中国科协期刊优秀学术论文奖。